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在当代社会，人们很容易就会发现我们周围的大部分基础设施（比如建筑物、桥梁、隧道等）都是由容易老化的混凝土制成的。为了维持这些基础设施的安全性能，近年来人们开发出的一种经济有效的方法，即通过使用纤维增强聚合物（fiber reinforced polymer，FRP）复合材料对基础设施进行外部包覆处理，从而实现对基础设施的加固。 但这种加固处理毕竟只是一种暂时的“补丁修复”，并非持久的解决方案，而且针对FRP加固基础设施持久性这个问题，很少有科学家关注。如今一项来自韩国科学家长达13年的研究终于关注到了这一点，从而使得基础设施的长久解决方案迈进了一步。而该研究也发表在复合材料领域顶级期刊《Composites Part B》上。 在混凝土的FRP加固处理过程中，通过会使用环氧树脂粘合剂将玻璃纤维或碳纤维增强聚合物（GFRP或CFRP）复合材料粘结到混凝土上。这些板材通过保护混凝土结构免受恶劣环境条件（如高湿、高温等）的影响，并可提供额外的支撑来加强混凝土结构。但问题是，这些相同的环境条件也可能会降低混凝土与FRP之间的粘结力，并导致FRP保护系统过早失效。 来自韩国海事海洋大学（Korea Maritime and Ocean University）的Jaeha Lee教授是这项为期长达十三年研究的首席研究员，根据他的介绍，在此之前有关FRP混凝土在不同环境中承受持续荷载后，混凝土与FRP之间粘结性能的可用信息相当有限，特别针对超过两年以上时间相关数据更是少见。 在Jaeha Lee教授的领导下，科研人员在不同的室内和室外环境条件下测试了 CFRP 和 GFRP 复合材料脱黏起始应变的参数变化，这是对脱黏破坏失效前发生的变形的度量，较大的应变通常优先于故障预警。经过系列测试研究表明，环境条件对混凝土与FRP之间粘结性能有重大影响。 当经过长达13年的环境条件测试后，科研人员发现室外梁的脱粘应变比室内梁的脱粘应变大。除此以外，不同材料之间的粘结性能也存在一定的差异，比如室内CFRP梁中的脱粘应变变化可以忽略不计，而室内GFRP梁中的脱粘应变则出现了显著下降。 Lee教授强调了该项测试对未来实际应用的重要性，并指出如果对混凝土-FRP界面的长期耐久性进行评估，预计该加固系统的使用将以最少的投资增加。通过最大限度地减少现有结构倒塌或损坏的风险，这对于经济实惠的建设并维护一个更安全的城市非常有用。 |
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